【正文】 通過以上要求，制作出一套具有軟件和硬件相結(jié)合的指紋考勤系統(tǒng)。串口通信的方式，幾乎在任何一款單片機都有硬件支持的，只不過有的串口有多個，有一些少而已。 經(jīng)過以上選擇對比，最后決定選用 STC89C52 作為本次的主控芯片。 產(chǎn)品特點： ◆ 功能完善：獨立完成指紋采集、指紋登記、指紋比對（ 1:1）和指紋搜索（ 1:N）功能。 ◆ 應(yīng)用開發(fā)簡單：開發(fā)者可根據(jù)提供的控制指令，自行指紋應(yīng)用產(chǎn)品的開發(fā)，無需具備專業(yè)的指紋識別知識。 方案 1 12 圖 4 數(shù)碼管 采用數(shù)碼管的形式來作為顯示器，數(shù)碼管是一種 半導(dǎo)體發(fā)光器件，一般單獨的數(shù)碼管有 7 段的數(shù)碼管和 8段的數(shù)碼管， 8段的數(shù)碼管比 7 段多了一個小數(shù)點的段，他們的顯示單元都是發(fā)光二極管。數(shù)碼管價格便宜，使用簡單，但是只能顯示基本的數(shù)字，并不能顯示一些比較復(fù)雜的字符，所以在一般需要顯示復(fù)雜的電子設(shè)備中比較少見。 13 圖 5 液晶 1602 方案 3 采用液晶 12864， 顯示器 12864 液晶，可以顯示中文，并且是自帶字庫，字庫中有幾千個常用的漢字，用起來基本是可以滿足的，接口也是比較靈活，可以選擇并行或者串行接法，串行接法只需要用到兩根線。液晶還帶了一個背光的對比度調(diào)節(jié)電位器，可以調(diào)節(jié)字體和背光之間的一個對比度，而現(xiàn)在很多液晶都已經(jīng)出廠時就把這個電阻值定好了，無需在手動去調(diào)節(jié)。液晶 12864 可以顯示 4行，每一行可以顯示 8 個漢字，共可以顯示 32個漢字，對應(yīng)這個系統(tǒng)來說，是足夠的，一般出現(xiàn)不夠行的情況下，大 都是采用切換到第二個節(jié)目顯示的方法； 16 12864 液晶跟單片機的通信方式有兩種，一種是并行 ，一種是串行，對于串行來說，電路是比較簡單不需要那么多的 IO 口，只需要兩個 IO 就行，一發(fā)一收，但速率就比并行比較慢，而并行由于 8個 IO一起發(fā)送數(shù)據(jù)，因此要比較快，對于顯示刷新頻率要求不高的話，可以考慮用串行方式，畢竟電路簡單， IO 少，而本次的設(shè)計過程中采用的是并行方式，跟 LCD 液晶的通信端設(shè)置為 P0 端，而單片機的 P0端默認是沒有上拉的，因為也要在電路中給 P0口接上一個 8個電阻的排阻，阻值一般取 1K，而液晶的第三腳作為背光 調(diào)節(jié)亮度，可以接一個電阻器來改變該腳的電壓值從而達到可以調(diào)節(jié)亮度的效果，由于沒有現(xiàn)成的電位器，因此該引腳懸空操作，液晶也可以正常顯示。通過指紋模塊的數(shù)據(jù)手冊，發(fā)送對應(yīng)的指令給指紋模塊，即可實現(xiàn)錄入指紋、識別指紋、清空指紋等操作。報警提醒電路如圖 10 所示。 圖 12 LED電路 本章小結(jié) 本章介紹了本設(shè)計的元器件選型以及各個電路部分的設(shè)計和分析。主界面的功能有識別指紋功能、添加管理員功能、添加普通用戶功能、清空指紋庫功能，而每個功能的選擇 21 是通過按鍵來切換的。 圖 15 管理員驗證 當(dāng)管理員驗證成 功后就可以錄入普通用戶了，該系統(tǒng)可以錄入多達 400多位的普通用戶，錄入過程中只需要按住手指不放，當(dāng)錄入完成后液晶提示錄入成功字符同時顯示出對應(yīng)的指紋 ID號。 圖 17 清空指紋庫 除了基本的錄入 指紋，識別指紋，清空指紋之外，板子還有一個查詢按鍵，當(dāng)按下該按鍵時，液晶顯示出系統(tǒng)中已經(jīng)存在的管理員和普通用戶的數(shù)量，起到一個很好的查看作用。 Keil 的網(wǎng)站雖然沒有中文版本，但是 Keil 軟件卻被中國 80%的硬件工程師使用，但凡與電子相關(guān)的專業(yè)，都會開始從單片機和計算機編程開始學(xué)習(xí)，而學(xué)習(xí)單片機自然會用到 Keil 軟件。目標(biāo)文件可由 LIB51 創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng) L51 連接定位生成絕對目標(biāo)文件 (.abs）。由于電路圖的連線比較復(fù)雜，如果用線直接連的話看起來會比較亂，而且容易出問題，所以本設(shè)計采用網(wǎng)絡(luò)的方式來 連接元器件。例如想要在液晶的第二行的第三個位置顯示文字，Lcd12864_PutString(1,2,添加成功 )。 break。 break 。 } v_Lcd12864SendCmd_f( byAddress ) 。 ) { 27 v_Lcd12864SendData_f( *pData++ ) 。對于消抖操作，在簡單的設(shè)計中可以使用一個時間延時來處理。 //延時去抖，一般 1020ms if(!IOKEY_dec) //再次確認按鍵是否按下，沒有按下則退出 { while(!IOKEY_dec)。 } return 0。 unsigned char search(void)//搜索用戶 { unsigned char SearchBuf=0。 } else { i++。當(dāng)保存模板成功后，單片機將該指紋的模板的序號寫入到單片機的 EEPROM 中，以便實現(xiàn)掉電保存指紋。 } else { } } //采集第一個特征成功 count=0。 Fdelay1ms(2021)。 (FifoNumber==11) amp。 if(kk 4)return(0)。 Fdelay1ms(100)。 return 1。 PCB 制作 畫好電路圖之后，要對每個元件進行封裝，有一些元件， Protel 軟件本身是自帶有的，而有一些沒有的就需要找其他的代替或者自己畫封裝。 圖 23 PCB底層 33 圖 24 PCB頂層 34 圖 25 PCB無覆銅層 調(diào)試過程 板子焊接好后，就要對單片機燒寫程序，開始驗證各個軟件和硬件的部分，而本次中事實上不是一下就成功的，也遇了不少的問 題，下面就對在調(diào)試過程中遇到的問題闡述說明： 無法下載程序 由于考慮到把難度降低，同時在板子的電路盡可能的簡單，所以本電路中沒有燒寫程序的電路，而是直接把單片機的串口接出來，用一個燒寫工具 USB 轉(zhuǎn)TTL 電平的串口工具來燒寫，該模塊的主芯片用到的是 PL2303，即是 USB 轉(zhuǎn)成TTL 電平直接跟單片機進行串口通信。 蜂鳴器 蜂鳴器作為本次的報警器件，直接燒寫一個調(diào)試成功的讓蜂鳴器報警的程序，發(fā)現(xiàn)蜂鳴器不響，一開始懷疑是三極管燒壞了，換了之后發(fā)現(xiàn)還是不行，查看后原理圖給的限流電阻為 1K，而焊接的卻是 10K 的，電阻阻值太大，導(dǎo)致電流不夠讓三極管導(dǎo)通，最后換了 1K電阻，蜂鳴器正常報警； 液晶不顯示 本次采用的是液晶 12864 作為顯示器，采用的是串口接法，只需要用到單片機的 2個 IO口，方便簡單，在調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)液晶無法顯示出文字信息，只亮了背光，把一樣的程序燒到另外一個開發(fā)板上面，開發(fā)板上面的液晶正常顯示，驗證了是焊接的板子問題，再次將開發(fā)板上面的液晶換到焊接的板子上面，液晶也正常顯示，由此可見，就是液晶本身的問題。而指紋識別是應(yīng)用最廣泛的?？粗烂娣胖漠厴I(yè)設(shè)計，心里還是挺欣慰的，畢 竟是自己辛辛苦苦的勞動成果，也是對大學(xué)生涯的一個交代，心里不得還是比較 開心高興的。而在本次畢設(shè)中，也讓我懂得了一個道理，凡事都要有耐心，要 善于運用學(xué)到的知識來驗證問題，有問題肯定是正常的，但是在遇到問題時如何 去克服，如 何去解決那才是關(guān)鍵所在，要用盡自己所知去想，找資料，問同學(xué)， 問老師，不懂就問，才有可能去解決問題。 。在這里，再次對在此次設(shè)計中給 予我援助之手的同學(xué)們和老師們，說一聲，謝謝，真的很感謝你們。遇到的問題 不懂的都是自己先去查找資料，上網(wǎng)百度，上圖書館查閱，向身邊的同學(xué)，高年 級的師兄師姐請教，當(dāng)然還有向指導(dǎo)老師請教，真的很感謝他們對我的幫助，毫 無保留，在這過程中，學(xué)到的東西還是很多的，畢竟平時學(xué)到的都 是一些最基本的理論知識，實際動手做實驗還 是比較少的，最后在自己和同學(xué)們的幫助下還是 很驚喜的完成了屬于我自己的畢業(yè)設(shè)計和論文撰寫。 本設(shè)計論文主要介紹了基于單片機的指紋識別系統(tǒng)的軟件和硬件為一體的一整套系統(tǒng)，主要用單片機來跟指紋識別模塊通過串口通信方式，加以液晶顯示和幾個外圍電路實現(xiàn)錄入指紋，清空指紋和識別指紋的功能，通過設(shè)計硬件電路，調(diào)試、焊接，和編寫單片機軟件程序，最后做出來的結(jié)果還是比較符合本文的設(shè)計目的，這樣整一個過程下來，對指紋的識別模式和原理有了更充分的認識和理解，但是仍然存在著不少的不足和缺點：比如對指紋具體的算法，指紋模塊系統(tǒng)的 DSP 圖像處理，畢竟在整個指紋識別系統(tǒng)中，指紋算法才是最為重要和關(guān) 鍵的，所以對于這方面做得還不算很好，還有很多可改進的地方，但是在這過程中，也需要硬件電路還有通信方式以及數(shù)據(jù)的處理這些，還是自己可以學(xué)的到的，也從這個實踐中更能夠跟理論知識結(jié)合起來。 調(diào)試完成、實物圖 在經(jīng)過各個部分的 硬件和軟件調(diào)試后，基本每個模塊電路和對應(yīng)的程序都沒有問題后，整合軟件，燒寫到板子，上電，開始測試各個功能，正常使用，最終做出來的板子如圖所示： 圖 26 指紋識別系統(tǒng)硬件實物圖 37 本章小結(jié) 本章介紹了在本次設(shè)計的過程中，軟件代碼編寫和硬件調(diào)試過程中遇到的問題，并介紹是如何解決的，這也是本次設(shè)計中所學(xué)到的經(jīng)驗和體現(xiàn)自己動手能力一個很好的說明。將指紋模塊拔掉，用 USB 轉(zhuǎn) TTL 工具來調(diào)試單片機的串口數(shù)據(jù)，接入電腦后，打開調(diào)試助手，在串口參數(shù)正確的情況下，發(fā)現(xiàn)單片機發(fā)送出來的數(shù)據(jù)是亂碼，波特率等其他參數(shù)都是正確的，同時也進行了共地，那就是晶振的問題，發(fā)現(xiàn)晶振用的是 12M 的 ，用到串口的時候，晶振必須是用 倍數(shù)的才不會有誤差，其他的會有誤差，造成數(shù)據(jù)丟失亂碼等現(xiàn)象，換了晶振之后，串口通信正常。 PCB 中主要的就是進行 PCB 布線，采用的是手動布線，把元件擺好位置后，采用的是 2層板的布線，布線完成后就可以添加淚滴、覆銅、布地等操作。 31 5 系統(tǒng)調(diào)試 制作和